綜合管廊與道路改造共建設計技術分析

王冰華，武鈺涵，黃 俊

（1.南京城建隧橋智慧管理有限公司，江蘇 南京 210017；2.蘇交科集團股份有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引言

《國務院辦公廳關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》（國辦發〔2015〕61 號）[1]指出，要統籌各類市政管線規劃、建設和管理，解決反復開挖路面、架空線網密集、管線事故頻發等問題。綜合管廊一般敷設在道路下方[2-3]，單獨進行的綜合管廊建設不僅投資較大，還容易因后期道路規劃改造而再次開挖受到影響，結合地下工程與綜合管廊共建是地下空間一體化建設的重要建設模式[4-5]。地鐵、隧道等地下工程的實施過程中進行綜合管廊設計是地下資源集約利用的典型體現。杜永幫等[6]結合深圳軌道交通建設工程實現了與綜合管廊的共建，武漢王家墩地下隧道與管廊的一體化建設也是這一模式的典范[7]，更有地鐵結合地下商業、綜合管廊等多種共建模式[8]。因此，結合道路改造工程同步進行綜合管廊建設是節約資源和實現地下空間規劃一體化進程的必然選擇。

本文依托南京市惠民大道改造工程，為減少反復開挖路面、架空線網密集等問題，著眼南京市的未來發展需求，提升城市生活品質，提出同步建設惠民大道干線管廊，緩解周邊路網擁堵問題的同時也完善了城市綜合管廊，對改善區域交通服務功能起到了重要的作用。同時，對集約化利用城市地下空間、美化城市和保護環境有重要意義。通過對該綜合管廊關鍵技術要點的分析為類似工程提供參考。

1 工程概況

惠民大道改建工程南起惠民大道與新興路交叉口，北至惠民大道與城河南路交叉口，長約2.38 km。改造工程是拆除現狀高架橋1.55 km，改為雙向六車道隧道。受現狀周邊用地限制，隧道部分采用疊層形式，終點敞開段錯位布置，上層（NU 線）為由北向南，下層（ND 線）為由南向北，NU 線長約1.5 km，ND 線長約1.92 km。主線隧道由南向北依次下穿中山北路、公共路、建寧西路、龍江路等主要被交道路，在建寧西路過江通道與惠民大道節點設置地下T 型互通立交，形成A、B、E、F、G、H 共6 條匝道，如圖1 所示。

圖1 惠民大道改建工程示意圖

2 隧道和綜合管廊共建設計原則

（1）共建設計中應體現“以人為本”和“可持續發展”的設計理念，使設計具有前瞻性、系統性、先進性、安全性和經濟性。

（2）共建設計宜綜合考慮城市路網規劃、建寧西路過江通道工程江南交通疏解設計，在堅持設計標準的前提下，因地制宜、減少拆遷、注重環境保護，達到工程建設的社會效益、經濟效益和環境保護的協調統一。

（3）以規劃建設適當超前為原則，使道路建設與骨架路網相協調，適應不斷增長的交通需求，為今后發展留有余地。

（4）在滿足交通功能的前提下，隧道布置盡量遠離道路兩側建筑物，盡量避免與道路兩側已批用地的矛盾。

（5）與隧道共建的管線綜合設計盡量利用隧道內適宜的夾空層空間。靈活處理綜合管廊與隧道位置關系，盡量遠離道路兩側建筑物。

3 隧道的主體結構

隧道主體結構采用兩種結構形式：暗埋段橫斷面采用受力簡單、斷面利用率高、施工方便的矩形框架結構形式，敞開段橫斷面采用U 型槽結構形式。

管廊自H 匝道敞開段附近轉入結構的空腔，與隧道共建，在龍江路與隧道分離，綜合管廊長約2.17 km，其中三艙斷面長約1.32 km，雙艙斷面長約0.85 km。綜合管廊與惠民大道隧道共建的位置關系分別是綜合管廊位于隧道一側、綜合管廊位于隧道上方和綜合管廊位于隧道內。

在新興路—公共路段，隧道結構邊與道路東側邊線距離約15 m，管廊布置在隧道東側。在公共路—龍江路段，隧道東側設置H 匝道和F 匝道，結構邊與道路邊線最小距離僅為7.6 m，管廊布置在隧道ND主線上方空間，管廊從H 匝道接地點位置由隧道東側拐到ND 線上方。在龍江路—終點段，管廊斷面由三艙變為兩艙，管廊布置在隧道內或道路東側人行道及綠化下方。綜合管廊與隧道結構共建或共同圍護結構。典型橫斷面形式如圖2 所示。

圖2 隧道與綜合管廊位置關系

4 綜合管廊平面線路

改建道路與綜合管廊的共建對于周邊道路功能的充分發揮，緩解過江通道建設對主城區路網擁堵的加劇，加強緯一路快速外環功能、規劃城市綜合管廊的完善、改善區域交通服務功能均起到了極為重要的作用。

依據《南京市綜合管廊總體布局規劃》，鼓樓濱江商務區干線管廊位于惠民大道，入廊管線包括輸水管道、預留中水管、110 kV 電纜、220 kV 電纜、10 kV電纜、通信電纜。纜線管廊位于公共路、龍江路、哈爾濱路。入廊管線包括輸水管道、預留中水管、110 kV電纜、220 kV 電纜、10 kV 電纜、通信電纜。管廊沿線與公共路綜合管廊、龍江路綜合管廊互通，如圖3 所示。管廊由起點新興路至公共路段為兩艙斷面，分別為綜合艙、電力艙；公共路至龍江路為三艙斷面，分別為綜合艙、2 個電力艙；龍江路至終點為兩艙斷面，分為為綜合艙、電力艙。

圖3 惠民大道綜合管廊范圍

隧道南起新興路與惠民路交叉口，北至惠民路與城河南路交叉口。主線隧道起點位于新興路以北約30 m 處，由南向北依次下穿中山北路、公共路、建寧西路、龍江路等主要被交道路，與建寧西路過江通道在惠民大道節點形成地下T 型互通立交。

綜合考慮管廊與隧道位置關系、規劃紅線寬度，以及道路沿線建筑物等因素，主線隧道下穿中山北路后采用疊層隧道方式，上層（NU 線）為由北向南，下層（ND 線）為由南向北，錯位布置隧道終點敞開段，減小隧道敞開段道路橫斷面寬度。在新興路—中山北路段道路規劃紅線為60 m，紅線寬度較寬，主線隧道按平層布置，隧道敞開段寬29 m，管廊布設于主線隧道東側，結構外邊線距紅線約3.3 m，如圖4 所示。

圖4 新興路—中山北路段平面圖

惠民大道中山北路—建寧西路段道路規劃紅線為60 m，公共路南北兩側設置有一對進出匝道，H 匝道為由惠民路地面輔道進入主線隧道的單向雙車道匝道，敞開段寬度為9.25 m，結構外邊線距離規劃紅線5.5 m，管廊無法沿H 匝道東側敷設。該段主線隧道采用疊層方案，管廊在H 匝道接地點位置由隧道東側拐至ND 線上方，充分利用ND 線上層空間，如圖5 所示。

圖5 中山北路—建寧西路路段平面圖

惠民大道建寧西路—城河南路段道路規劃紅線寬度為49～74 m。紅線范圍內，龍江路南側民國建筑為區級保護文物，南京西站東側道路沿線建筑分布密集，主線隧道終點處紅線寬度僅為49 m，故該段采用疊層隧道方案，錯位布置隧道終點敞開段，減小隧道敞開段道路橫斷面寬度，如圖6 所示。

圖6 建寧西路—城河南路段平面圖

5 綜合管廊斷面設計

隧道和綜合管廊共建決定了綜合管廊的埋深和位置。其埋深對工程造價和后期地下空間的開發都有影響。因此，滿足使用功能和預留的條件下對綜合管廊的埋深要盡量淺，本項目管廊埋深約為2.21～3.44 m。在下關變至石橋街段，管廊位于隧道敞口段西側輔道及非機動車道下方，管廊西側外壁與隧道共建，如圖7 所示。

圖7 下關變至石橋街管廊示意圖

石橋街至建寧西路段，綜合管廊位于隧道東側主線上方，管廊與隧道共建，如圖8 所示。

圖8 石橋街至建寧西路管廊示意圖

建寧西路至龍江路段，管廊位于隧道上方，道路西側車行道下方，如圖9 所示。管廊一般段覆土深度3 m。

圖9 建寧西路至龍江路管廊示意圖

龍江路至終點段，管廊位于隧道東側、道路東側車行道下方，如圖10 所示。管廊一般段覆土深度3 m。

圖10 龍江路至終點管廊示意圖

對綜合管廊的斷面選型、重要節點、各類口部設置、防災安全等提出保障措施。

6 結構抗浮計算分析

結構抗浮計算參照《建筑工程抗浮技術標準》（JGJ 476—2019）進行。在施工階段，考慮基坑內減壓降水或在底板設置泄水孔等措施來滿足結構抗浮要求。在結構正常使用階段，按最不利情況進行驗算，其抗浮安全系數在不考慮側壁摩阻力時不小于1.1；當考慮計入側壁摩阻力時，抗浮安全系數不小于1.15。

對于僅靠自重和摩阻力不能滿足抗浮要求的節段，需要設置抗拔樁。抗拔樁計算按照《南京地區建筑地基基礎設計規范》（DGJ32/J 12—2005）（以下簡稱“南京地基規范”）進行。

南京地基規范第9.2.3 條第2 款規定：抗拔樁單樁豎向承載力按照下式計算：

式中：Ra為單樁承載力特征值；up為樁周長；qsia為樁周側阻力特征值；λi為抗拔系數；li為第i 層巖土厚度。

本工程圍護結構為地連墻和鉆孔灌注樁段，抗浮利用壓頂梁考慮永久圍護結構的作用。混凝土容重取25 kN/m3，回填土容重取18 kN/m3，水位按地面以下0.5 m 計算。

表1 是前述各管廊節點的抗浮計算結果。結果表明，各管廊與道路共建的斷面設計都滿足結構抗浮要求。

表1 管廊節點抗浮計算結果

7 結論

本文結合南京市惠民大道改建工程特點，提出了與綜合管廊共建的設計方案，為舊城改造和新城規劃充分考慮綜合管廊與周邊設施共建共享提供了參考和借鑒。同時，需要通過科學設計和統籌布局，保障綜合管廊的全周期安全運行。

南京市惠民大道綜合管廊的建設對提升該區域的市政基礎設施運行能力的作用大，為城市的高效運轉和抗災防災能力的增強作用明顯，對改善城市景觀和生態環境也有良好的作用。